Przemysław Bochenek Legnica 13 XI 2012 r.

Wydział: Górnictwa i Geologia

II rok 1 semestr

Politechnika Wrocławska

ZOD Legnica

PODSTAWY CHEMII

Sprawozdanie z ćwiczenia pt.

„Reakcje charakterystyczne kationów”

Wykładowca:

A. REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE KATIONÓW

1. Wprowadzenie

„ Analiza jakościowa kationów to badanie składu jakościowego substancji, a ściślej mówiąc określenie z jakich kationów zbudowany jest dany związek lub mieszanina. Wykrywanie kationów opiera się głównie na reakcjach chemicznych, którym towarzyszą następujące efekty: wytrącanie się osadu(białego lub barwnego), pojawienie się barwnych rozpuszczalnych związków lub wydzielenie się produktu gazowego(bezwonnego lub o specyficznym zapachu). Analiza systematyczna kationów opiera się o rozdział poszczególnych grup za pomocą odczynników grupowych. Kationy dzielimy na 5 grup analitycznych.

Badane substancje lub mieszaniny oraz stosowane odczynniki najczęściej znajdują się w roztworze wodnym jako elektrolity w stanie dysocjowanym. W zależności od ilości analizowanej substancji , objętości roztworów oraz stosowanej techniki analizę jakościową można podzielić na: makro-, półmikro- i mikroanalizę. Czułość reakcji analitycznych charakteryzuje się za pomocą wykrywalnego minimum substancji i stężenia granicznego. Zastosowane odczynniki w analizie chemicznej można podzielić na:

-specyficzne,

-selektywne,

-grupowe,

-charakterystyczne,

-maskujące”

(Elementy analizy jakościowej kationów i anionów, 2012)

2.Część doświadczalna

a) Metodyka

Badano poprzez makrometodę reakcję z następującymi kationami z wybranych grup

Grupa	Odczynnik grupowy	Jony wykrywane
I	HCl (kwas solny)	Ag^+, Pb^2+
II	H2SO4 (kwas siarkowy)	Ca^2+, Ba^2+
III	H2S (AKT)	Cu^2+ , Cd^2+
IV	H2S (AKT) i K4[Fe(CN)6](heksacyjanożelazian potasowy)	Fe^3^+ , Zn^2+

Do suchych i czystych próbówek wlewano 3 krople badanego roztworu a następnie 3 krople odpowiedniego odczynnika grupowego i powoli mieszając uważnie obserwowano reakcję badanej substancji, zapisując obserwacje w zeszycie. Badanie reakcji w IV grupie wymagało podgrzania próbki z badaną substancją i odczynnikiem w kąpieli wodnej.

b) Obserwacje

Jeśli nastąpiło strącenie osadu lub pojawił się barwny związek oznaczało to że jakieś kationy z danej grupy są obecne w roztworze. Wyniki obserwacji porównano z wzorcowymi a następnie zidentyfikowano kationy w badanej próbce. Później zapisano reakcje chemiczne zachodzące podczas badania.

c) Interpretacja

Grupa I

Kation	Odczynnik	Reakcja	Charakterystyka produktu
Ag^+	HCl^-	Ag^+ + HCl^- AgCl↓	biały serowaty osad
Pb^2+	HCl^-	Pb^2+ + HCl^- PbCl2↓	kremowo-biały osad

Grupa II

Kation	Odczynnik	Reakcja	Charakterystyka produktu
Ba^2+	H2SO4	Ba^2++ H2SO4 BaSO4↓	biały drobnokrystaliczny osad
Ca^2+	H2SO4	Ca^2++ H2SO4CaSO4↓	biały osad

Grupa III

Kation	Odczynnik	Reakcja	Charakterystyka produktu
Cu^2+	H2S	Cu^2+ + H2S CuS↓ + 2H^+	czarny osad
Cd^2+	H2S	Cd^2++ H2S CdS↓ + 2H ^+	żółty osad

Grupa IV

Kation	Odczynnik	Reakcja	Charakterystyka produktu
Fe^3^+	H2S	Fe^3^++ H2SFe2S3↓	czarny osad
Zn^2+	H2S	Zn^2+ + H2S ZnS↓	biały osad
Fe^3+	K4[Fe(CN)6]	Fe^3+ + K4[Fe(CN)6] Fe4^III[Fe^II(CN)6]3↓	atramentowy osad
Zn^2+	K4[Fe(CN)6]	Zn^2++ K4[Fe(CN)6] Zn2[Fe(CN)6] ↓	biało-kremowy osad

d) Wnioski

Ewentualne różnice w kolorach, wyglądzie lub konsystencji w porównaniu do wzorcowych, mogły wynikać przykładowo z:

- pomieszania pipet pomiędzy odczynnikami,

- za szybkim wlewaniu odczynnika do roztworu,

- użycia próbówek które mogły posiadać zanieczyszczenia,

- nieodpowiedniej ilości kropel roztworu lub odczynnika grupowego,

- niedokładnej obserwacji powstałego roztworu.

Badania składu jakościowego substancji są nieskomplikowane a do ich wykonania potrzebne są podstawowe sprzęty laboratoryjne. Aby otrzymać wiarygodne wyniki należy przestrzegać podstawowych zasad: użyć odpowiedniej ilość kropel, sprzęt laboratoryjny musi być czysty oraz uważać aby nie pomylić roztworów i odczynników użytych w badaniu.

3. LITERATURA

„Elementy analizy jakościowej kationów i anionów. Instrukcje do ćwiczeń z chemii”, Politechnika Wrocławska, 2012

Cygański A. „Chemiczne metody analizy ilościowej”, WNT Warszawa, 1999

---